KR20150071233A - 마이크로 탐침 어레이 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR20150071233A KR1020130158013A KR20130158013A KR20150071233A KR 20150071233 A KR20150071233 A KR 20150071233A KR 1020130158013 A KR1020130158013 A KR 1020130158013A KR 20130158013 A KR20130158013 A KR 20130158013A KR 20150071233 A KR20150071233 A KR 20150071233A
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Abstract

마이크로 탐침 어레이 및 이의 제작방법이 개시된다. 마이크로 탐침 어레이들은 인접한 마이크로 탐침과 서로 다른 높이와 간격을 가진다. 이를 통해 3차원 환경에서 배양된 세포들의 전기적 특성의 측정을 동시에 수행하게 된다. 또한, 예비 탐침들에 대한 식각 공정에서 예비 탐침들의 간격은 상이하게 설정된다. 등방성 식각이 수행되는 경우, 좁은 간격을 가진 예비 탐침들은 상부에서 식각이 수행되어 기저 탐침으로 생성된다. 또한, 상대적으로 넓은 간격을 가진 예비 탐침들은 하부에서 식각이 수행되어 기저 탐침으로 생성된다. 이를 통해 다양한 높이를 가지는 마이크로 탐침 어레이의 제작이 이루어진다.

Description

마이크로 탐침 어레이 및 이의 제조방법{Microtip Array and Method of forming the same}
본 발명은 3차원 환경에서 배양된 개별 세포들의 전기화학적 신호를 실시간으로 측정할 수 있고, 개별 어드레싱이 가능한 마이크로 탐침 어레이 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 세포 배양법은 생물체에서 분리된 세포를 배양하는 1차 배양과 세포 주(cell line)을 이용한 세포 배양으로 나눌 수 있다. 또한, 세포를 배양하기 위해서는 2차원의 페트리 디시(petri dish)가 이용되는데, 2차원 환경에서 배양된 세포는 유리 바닥에 접촉된 형태로 세포분열을 수행한다. 다만, 실제 생체 내부에서 세포는 2차원 환경에서 성장하지 않는다는 문제점이 있다. 즉, 생체 내부의 세포는 주변의 세포와 액체에 둘러싸인 3차원적 공간에서 존재하고 이동하며 성장하는 특징이 있다.
최근에는 3차원 세포 배양 기술을 응용한 연구 결과가 다수 보고되고 있다. 3차원 세포 배양 기술이 사용되면, 기존의 2차원 세포 배양 기술에서 불가능했던 다양한 연구 및 실험이 가능해진다. 또한, 3차원 세포 배양을 통해 성장된 세포들로부터 발생되는 광학적, 화학적, 전기적 또는 기계적 신호나 반응을 정량적으로 특정하기 위한 기술이 요청되고 있다.
기존의 2차원 전극을 이용한 측정이나 광학적 측정으로는 2차원으로 배양된 세포들의 개별 특성 측정이 가능하나, 3차원으로 배양된 세포들로부터 발생되는 개별 반응 신호를 측정하는데는 한계가 있다. 특히, 세포들로부터 개발 반응 신호를 동시에 측정할 수 있는 웨이퍼 단위의 마이크로 센서 구조는 나타나지 않고 있다.
예컨대, 미국등록특허 제8232074호는 세포와 신호 증폭기 사이에 제공된 팁 형태의 전극을 통해 측정 감도를 향상하고자 한다. 상기 특허는 기판 상에 관통 전극을 형성하고, 기판의 표면으로부터 돌출된 복수개의 전극 구조를 가진다. 형성된 전극들은 상호간에 동일한 형상과 높이를 가지고 있다. 만일, 이를 이용하여 3차원 환경에서 배양된 세포들의 반응 신호를 측정하고자 하는 경우, 복수개의 구조물을 수차례 세포들과 접촉시켜야 하는 문제가 발생한다. 즉, 동시에 다양한 위치에 형성된 세포들을 측정할 수 없다는 문제가 있다.
3차원 환경에서 배양된 세포들의 개별 반응 신호를 동시에 측정하기 위해서는 공간적으로 높은 분해능과 고감도를 가지는 마이크로 단위의 전극 구조가 실현되어야 한다. 또한, 3차원 배열 세포들과 쉽게 접촉될 수 있어야하며, 웨이퍼 단위의 제작을 통해 생산 단가도 절감하여야 할 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 3차원 환경에서 배양된 세포들의 개별 신호나 반응을 동시에 측정할 수 있는 마이크로 탐침 어레이 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 기판; 상기 기판을 관통하여 형성된 제1 절연층들; 상기 제1 절연층들 사이의 이격공간을 매립하여 형성된 비아 컨택들; 상기 각각의 비아 컨택들 상에 형성된 마이크로 탐침들을 포함하고, 각각의 마이크로 탐침은 인접하는 마이크로 탐침과 다른 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이를 제공한다.
또한, 상기 과제를 이루기 위한 본 발명은, 기판 상에 이격거리를 가지는 제1 절연층과 상기 제1 절연층 사이를 매립하는 비아 컨택을 형성하는 단계; 상기 기판의 배면을 식각하여 상기 비아 컨택 상에 예비 탐침들을 형성하는 단계; 상기 예비 탐침들을 식각하여 높이가 다른 마이크로 탐침을 형성하는 단계; 및 상기 마이크로 탐침 상에 제2 절연층을 도포하는 단계를 포함하는 마이크로 탐침 어레이의 제조방법을 제공한다.
상술한 본 발명에 따르면, 예비 탐침들의 간격은 서로 상이하게 설정되며, 등방성 식각 공정에서 간격이 좁은 예비 탐침들은 상부에서 식각되고, 간격이 넓은 예비 탐침들은 하부에서 식각되는 경향성을 가진다. 예비 탐침들의 식각에 의해 형성되는 기저 탐침들은 다양한 높이를 가지며, 기저 탐침을 근거로 하여 형성된 마이크로 탐침 어레이들은 간격의 차이에 따른 다양한 높이를 가진다. 이를 통해 3차원 환경에서 배양된 세포에 대한 전기적 특성의 측정이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 탐침 어레이를 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 마이크로 탐침 어레이의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 플라즈마 식각 장비를 이용한 예비 탐침들의 식각양상을 도시한 이미지이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 탐침 어레이를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 마이크로 탐침 어레이는 기판(100), 제1 절연층(200), 비아 컨택(300), 마이크로 탐침(410, 420, 430) 및 제2 절연층(500)을 가진다.
기판(100)은 반도체 재질 또는 절연성 재질을 가짐이 바람직하다. 다만, 식각이 용이하고, 고온에서 제1 절연층(200)의 형성에 유리한 재질이라면 어느 것이나 사용가능할 것이다. 예컨대, 상기 기판(100)은 실리콘 재질로 구성될 수 있다.
상기 기판(100)을 관통하여 제1 절연층(200)이 형성된다. 상기 제1 절연층(200)은 절연성 재질이라면 어느 것이나 가능할 것이나, 리플로우(reflow) 공정이 가능한 재질이라면 사용가능하다. 즉, 제1 절연층(200)의 형성을 위해 원재질을 1차 용해하여 기판(100)으로부터 함몰된 부위를 매립할 수 있는 재료라면 제1 절연층(200)으로 사용가능하다 할 것이다. 예컨대, 상기 제1 절연층(200)으로는 글라스 계열의 재료가 사용될 수 있다.
또한, 제1 절연층(200) 사이의 이격공간에는 비아 컨택(300)이 형성된다. 상기 비아 컨택(300)은 제1 절연층(200)을 관통하는 형상으로 제공된다. 따라서, 인접한 비아 컨택들(300)은 제1 절연층(200)에 의해 상호간에 전기적으로 분리된다. 상기 비아 컨택(300)은 도전성 재질이라면 어느 것이나 사용가능할 것이나, 비교적 높은 전도도를 가지고, 함몰된 부위에 매립이 용이한 금속 재질로 구성됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 비아 컨택(300)은 알루미늄, 구리 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다.
상기 비아 컨택(300) 상부에는 마이크로 탐침(410, 420, 430)이 배치된다. 상기 마이크로 탐침(410, 420, 430)은 기판(100)과 동일재질을 가지는 기저 탐침(411, 421, 431) 및 기저 탐침(411, 421, 431)의 외곽을 감싸는 도전성 코팅층(412, 422, 432)을 가진다. 만일, 상기 기판(100)이 n형 또는 p형으로 도핑된 실리콘 재질을 가진다면, 상기 도전성 코팅층(412, 422, 432)은 생략될 수 있다. 또한, 형성된 도전성 코팅층(412, 422, 432)은 기저 탐침(411, 421, 431)의 각각에 형성되며, 인접한 도전성 코팅층(412, 422, 432)과 전기적으로 분리되며, 비아 컨택(300)과 전기적으로 연결된다. 이를 통해 하나의 비아 컨택(300) 상에 형성된 마이크로 탐침은 인접한 위치에 형성된 마이크로 탐침과 전기적으로 분리될 수 있다. 예컨대, 제1 마이크로 탐침(410), 제2 마이크로 탐침(420) 및 제3 마이크로 탐침(430)은 상호간에 전기적인 절연된다.
상기 도전성 코팅층(412, 422, 432)은 도전성 재질이라면 어느 것이나 가능할 것이나, 생체 세포와 적합성을 가진 재질이 사용됨이 바람직하다. 예컨대, 금속 재질로는 티타늄, 크롬 또는 이들의 합금이 사용될 수 있으며, 도전성 산화물로는 ITO(indium-tin-oxide) 또는 IZO(indium-zinc-oxide) 등이 사용될 수 있다.
상기 마이크로 탐침(410, 420, 430) 상에는 제2 절연층(500)이 형성된다. 상기 제2 절연층(500)은 절연성 재질로 증착 공정 또는 스핀 코팅 등의 공정에 의해 형성될 수 있는 소재라면 어느 것이나 사용가능하다. 다만, 식각 공정을 통해 일정 부위의 식각이 용이하게 수행될 수 있는 재질이 사용됨이 바람직하다. 예컨대, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등이 제2 절연층(500)으로 사용가능하다 할 것이다. 제2 절연층(500)은 마이크로 탐침(410, 420, 430)의 말단 부위를 노출시키면서 형성되고, 이외의 영역은 모두 차폐하는 것이 바람직하다. 이를 통해 마이크로 탐침(410, 420, 430)의 말단부는 외부로 노출되며, 세포의 전기적 신호는 마이크로 탐침(410, 420, 430) 및 비아 컨택(200)을 통해 외부로 전달될 수 있다.
상기 도 1에서 마이크로 탐침(410, 420, 430)은 서로 다른 높이를 가진다. 즉, 인접한 마이크로 탐침과는 서로 다른 높이를 가지며, 서로 다른 이격거리를 가진다. 즉, 제1 마이크로 탐침(410)의 높이가 H1이고, 제2 마이크로 탐침(420)의 높이가 H2라면, 높이 H1은 높이 H2를 상회한다. 또한, 제3 마이크로 탐침(430)의 높이가 H3라면, 높이 H2는 높이 H3을 상회한다.
또한, 각각의 마이크로 탐침(410, 420, 430) 사이의 이격거리는 상이하게 설정된다. 예컨대, 제1 마이크로 탐침(410)과 제2 마이크로 탐침(420) 사이의 이격거리가 L1이고, 제2 마이크로 탐침(420)과 제3 마이크로 탐침(430) 사이의 이격거리가 L2라면, 이격거리 L2는 이격거리 L1을 상회한다.
즉, 높이가 클수록 마이크로 탐침들 사이의 이격거리는 낮은 높이를 가지는 마이크로 탐침들 사이의 이격거리보다 작게 설정된다. 이는 마이크로 탐침(410, 420, 430)을 구성하는 기저 탐침들(411, 421, 431)의 높이와 이격거리의 차이에 기인한다. 즉, 제1 기저 탐침(411)은 제2 기저 탐침(421)보다 큰 높이를 가지고, 제2 기저 탐침(421)은 제3 기저 탐침(431)보다 큰 높이를 가진다. 또한, 제1 기저 탐침(411)과 제2 기저 탐침(421) 사이의 이격거리는 제2 기저 탐침(421)과 제3 기저 탐침(431) 사이의 이격거리보다 작게 설정된다.
이를 통해 다양한 높이를 가지는 마이크로 탐침들(410, 420, 430)이 형성될 수 있으며, 3차원 환경에서 배양된 세포들의 전기적 특성이나 반응을 동시에 측정할 수 있다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 마이크로 탐침 어레이의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 다수의 함몰부들(110)이 형성되고, 기판(100)의 표면에는 절연 기판(210)이 구비된다.
다수의 함몰부들(110)은 기판(100) 상에 포토레지스트를 도포한 후, 통상의 리소그래피 공정을 통해 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용한 식각에 의해 형성될 수 있다. 특히, 각각의 함몰부(110)의 폭은 인접한 함몰부와 서로 상이하게 설정된다. 또한, 함몰부(110)에 의해 돌출된 기판(100)의 표면 부분의 폭들은 서로 동일하게 설정됨이 바람직하다.
또한, 노출된 기판(100)의 상부 표면 및 함몰부(110) 상에는 절연 기판(210)이 배치된다. 예컨대, 글라스 기판 등이 기판(100) 상에 배치된다. 또한, 글라스 기판은 기판(100)에 열압착 등의 방법을 통해 고정되거나, 소정의 온도에서 전압과 외력의 인가에 의해 기판(100) 상에 접합될 수 있다.
도 3을 참조하면, 절연 기판(210)에 열을 가하여 절연 기판(210)의 일부가 기판(100)의 함몰부를 매립하도록 한다. 즉, 절연 기판(210)은 열에 의해 유동성을 가지고, 기판(100)의 함몰부로 리플로우된다.
이어서, 기판(100)의 표면에 대한 평탄화 공정이 수행된다. 상기 평탄화 공정은 기판(100)의 상부 표면에 잔류하는 절연 기판의 구성물을 제거하고, 기판(100)의 상부 표면이 노출될 때까지 수행된다. 이를 통해 기판(100)의 함몰부를 매립하는 제1 절연층(200)이 형성된다.
형성된 제1 절연층(200)은 각각 인접한 제1 절연층과 상이한 폭을 가지며 형성된다. 또한, 리플로우 공정에 의해 형성된 제1 절연층(200)은 절연 기판과 동일 재질로 구성된다.
도 4를 참조하면, 기판(100) 상에 형성된 제1 절연층(200) 사이에는 비아 컨택(300)이 형성된다.
먼저, 도 3의 구조물에서 제1 절연층(200) 사이의 기판(100)의 상부 영역에 대한 선택적 식각이 수행된다. 따라서, 제1 절연층(200) 사이의 기판(100)의 일부는 제거된다. 또한, 기판(100)의 일부가 제거된 영역에는 도전성 금속물로 매립된다. 형성된 도전성 금속물은 비아 컨택(300)을 형성한다.
도 5를 참조하면, 제1 절연층(200) 및 비아 컨택(300)이 형성된 영역과 대향하는 영역에서 상기 기판(100)에 대한 선택적 식각이 수행된다. 즉, 상기 도 4에서 기판(100)의 배면에 대한 선택적 식각이 수행되며, 기판(100)의 배면에 대한 식각은 비아 컨택(300) 상부의 기판을 잔류시키는 형태로 진행된다. 상기 기판(100)의 식각은 전술한 바와 같은 통상적인 포토리소그래피 공정에 의한다.
기판(100)의 배면에 대한 선택적 식각을 통해 제1 절연층(200)의 표면은 노출된다. 또한, 식각을 통해 잔류하는 기판(100)의 구조물인 예비 탐침들(101, 102, 103)은 서로 다른 이격거리를 가진다. 예컨대, 제1 예비 탐침(101)과 제2 예비 탐침(102)의 이격거리는 제2 예비 탐침(102)과 제3 예비 탐침(103) 사이의 이격거리보다 작은 값을 가지도록 설정된다.
또한, 상기 도 5에서 도시되지 아니하였으나, 예비 탐침들(101, 102, 103)의 형성을 위해 예비 탐침(101, 102, 103) 상에는 마스크층이 잔류할 수 있다. 상기 마스크층은 도 5에 도시된 식각 공정에서 하부의 예비 탐침들(101, 102, 103)의 식각 마스크로 기능한다. 상기 마스크층은 기판(100)과 식각선택비를 가진 재질 중에서 선택된다. 예컨대, 실리콘 질화물이 마스크층으로 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 예비 탐침들(101, 102, 103)에 대한 식각이 수행되고, 기저 탐침들(411, 421, 431)이 형성된다. 예비 탐침들(101, 102, 103)에 대한 식각은 등방성 식각임이 바람직하다. 특히, 상기 식각은 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching : RIE)임이 바람직하다. 이는 물리 화학적 반응 건식 식각의 일종으로 이온빔에 의한 이방성 식각과 화학적 반응에 의한 등방성 식각이 공존할 수 있다. 또한, 챔버 내부의 압력의 조절을 통해 이방성과 등방성이 조절될 수 있으며, 식각 가스로는 할로겐 가스가 주로 사용된다.
반응성 이온 식각에서는 형성된 예비 탐침들(101, 102. 103)의 크기와 간격에 따라 각각의 예비 탐침(101, 102, 103)의 측면을 식각하는 속도는 달라진다. 즉, 예비 탐침들(101, 102, 103) 사이의 이격거리가 작은 경우, 플라즈마의 중성 라디칼과 양이온은 예비 탐침의 하부까지 도달하는 비율이 상대적으로 낮으므로 예비 탐침(101, 102, 103)의 하부보다는 상부에서 높은 식각률을 가진다. 따라서, 좁은 이격공간을 가지는 예비 탐침은 상부가 먼저 식각된다. 또한, 상대적으로 넓은 이격공간을 가지는 예비 탐침들은 상부보다는 하부에서 높은 식각률을 가지므로 다양한 높이의 기저 탐침들이 형성될 수 있다.
상기 도 6에서는 제1 기저 탐침(411)이 높이가 가장 크며, 제3 기저 탐침(431)의 높이가 가장 낮은 것으로 나타난다. 기저 탐침(411, 421, 431)의 높이는 인접한 기저 탐침들(411, 421, 431) 사이의 이격거리에 의해 결정된다. 예컨대, 기저 탐침들의 이격거리가 좁으면, 높은 높이를 가지는 기저 탐침들이 형성되고, 이격거리가 넓은 경우, 낮은 높이를 가지는 기저 탐침들이 형성된다.
또한, 상기 도 6에서의 식각은 상기 도 5에서 언급된 마스크층이 잔류한 상태에서 진행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 각각의 기저 탐침들(411, 421, 431) 상부에 도전성 코팅층(412, 422, 432), 제2 절연층(500)이 순차적으로 형성된다. 먼저, 도전성 코팅층은 기저 탐침들(411, 421, 431)의 전면에 도포된다. 또한, 패터닝 공정을 통해 개별적으로 형성된 기저 탐침들(411, 421, 431) 상에 도전성 코팅층(412, 422, 432)은 형성된다. 이를 통해 제1 기저 탐침(411) 상에는 제1 도전성 코팅층(412)이 형성되고, 제2 기저 탐침(421) 상에는 제2 도전성 코팅층(422)의 형성되며, 제3 기저 탐침(413) 상에는 제3 도전성 코팅층(423)이 형성된다. 따라서, 하나의 기저 탐침 상에 형성된 도전성 코팅층은 이웃하는 기저 탐침 상에 형성된 도전성 코팅층과 전기적으로 분리된다. 이를 통해 기저 탐침(411, 421, 431) 및 도전성 코팅층(412, 422, 432)으로 구성된 마이크로 탐침이 형성된다.
분리된 형태로 형성된 도전성 코팅층(412, 422, 432) 상에 제2 절연층(500)이 전면 도포된다.
도 8을 참조하면, 도 7의 구조물에 충진 포토레지스트(600)가 도포된다. 충진 포토레지스트(600)의 도포는 마이크로 탐침들(410, 420, 430) 사이의 이격공간을 매립하는 양상으로 전개된다. 또한, 충진 포토레지스트(600)는 마이크로 탐침(410, 420, 430)의 최상부를 완전히 덮지 않도록 도포된다. 따라서, 마이크로 탐침들(410, 420, 430) 사이의 이격공간에 도포된 충진 포토레지스트(600)의 높이는 마이크로 탐침(410, 420, 430)의 말단부의 높이보다 낮도록 설정된다. 따라서, 마이크로 탐침(410, 420, 430)의 말단부에 일부 도포되는 포토레지스트의 두께는 다른 부위에 도포된 포토레지스트의 두께보다 훨씬 낮은 양상을 가진다.
도 9를 참조하면, 도 8의 구조물에 대해 전면 식각 공정이 수행된다. 전명 식각을 통해 비교적 얇은 두께를 가지는 충진 포토레지스트(600)의 일부는 제거된다. 따라서, 마이크로 탐침(410, 420, 430) 상부의 제2 절연층(500)은 제거되고, 마이크로 탐침(410, 420, 430)을 구성하는 말단부의 도전성 코팅층(412, 422, 432)은 노출된다. 계속해서 잔류하는 충진 포토레지스트(600)를 제거하면, 도 9의 구조물이 형성된다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 플라즈마 식각 장비를 이용한 예비 탐침들의 식각양상을 도시한 이미지이다.
도 10을 참조하면, 실리콘 재질로 형성된 예비 탐침들은 RIE 공정에 의해 식각된다. 식각 장비는 Oerlikon 사의 SLR-880-10R-B 모델로 코일 파워는 825W로 설정되고, 챔버의 압력은 23mTorr로 설정된다. 공정가스로는 C4F8이 0.5sccm, SF6이 100sccm, Ar이 30sccm의 유량으로 유입된다.
6분 동안의 RIE 공정에 의해 예비 탐침들 사이의 이격거리가 10um인 경우는 이보다 이격거리가 넓은 예비 탐침들에 비해 예비 탐침의 상부에서 식각이 수행된다. 따라서, 50um의 이격거리를 가지는 예비 탐침은 예비 탐침의 하부에서 식각이 수행된다. 이는 예비 탐침들 사이의 이격거리가 길어질수록 예비 탐침들의 하부에서 식각이 수행됨을 알 수 있다.
본 실시예에서 각각의 마이크로 탐침은 인접한 마이크로 탐침과 다른 높이를 가지고, 다른 이격거리를 가진다. 따라서, 동일 기판 상에 다른 높이를 가지는 다수의 마이크로 탐침을 얻을 수 있으며, 3차원 환경에서 배양된 세포들의 전기적 특성은 동시에 측정될 수 있다.
100 : 기판 200 : 제1 절연층
300 : 비아 컨택 410, 420, 430 : 마이크로 탐침
500 : 제2 절연층

Claims (12)

  1. 기판;
    상기 기판을 관통하여 형성된 제1 절연층들;
    상기 제1 절연층들 사이의 이격공간을 매립하여 형성된 비아 컨택들;
    상기 각각의 비아 컨택들 상에 형성된 마이크로 탐침들을 포함하고,
    각각의 마이크로 탐침은 인접하는 마이크로 탐침과 다른 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 탐침은,
    상기 비아 컨택 상에 형성된 기저 탐침; 및
    상기 기저 탐침 상에 형성된 도전성 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도전성 코팅층은 인접한 기저 탐침 상에 형성된 도전성 코팅층과 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연층들은 다른 폭을 가지는 적어도 2개의 절연층들을 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이.
  5. 제4항에 있어서, 상기 마이크로 탐침들 사이의 이격거리는 서로 상이한 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이.
  6. 제1항에 있어서, 큰 높이를 가지는 마이크로 탐침들 사이의 이격거리는 작은 높이를 가지는 마이크로 탐침들의 이격거리보다 작은 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이.
  7. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 탐침 어레이는, 상기 각각의 마이크로 탐침 상에 형성되고, 상기 미이크로 탐침의 말단부를 노출시키는 제2 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이.
  8. 기판 상에 이격거리를 가지는 제1 절연층과 상기 제1 절연층 사이를 매립하는 비아 컨택을 형성하는 단계;
    상기 기판의 배면을 식각하여 상기 비아 컨택 상에 예비 탐침들을 형성하는 단계;
    상기 예비 탐침들을 식각하여 높이가 다른 마이크로 탐침들을 형성하는 단계; 및
    상기 마이크로 탐침들 상에 제2 절연층을 도포하는 단계를 포함하는 마이크로 탐침 어레이의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 절연층과 상기 비아 컨택을 형성하는 단계는,
    상기 기판을 선택적으로 식각하여 복수개의 함몰부들을 형성하는 단계;
    상기 함몰부가 형성된 기판 상에 절연 기판을 배치시키는 단계;
    상기 절연 기판을 리플로우하여 상기 함몰부를 매립하는 상기 제1 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 절연층 사이를 식각하고, 식각된 영역에 도전성 금속물을 매립하여 상기 비아 컨택을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 예비 탐침들은 상호간의 이격거리가 상이한 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 예비 탐침들의 식각은 반응성 이온 식각인 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 마이크로 탐침들을 형성하는 단계는,
    상기 예비 탐침들을 식각하여 높이가 서로 다른 기저 탐침들을 형성하는 단계; 및
    상기 기저 탐침들 상에 상호간에 절연되는 도전성 코팅층들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 탐침 어레이의 제조방법.
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